Thiết kế trạm dẫn động băng tải vận chuyển than đá potx

1.1 Giới thiệu về trạm dẫn ñộng băng tải Hệ dẫn ñộng băng tải ñược sử dụng ñể vận chuyển các vật liệu rời từ rất lâu nhờ những ưu ñiểm là có cấu tạo ñơn giản, bền, có khả năng vận chuyể

Trang 1

đẠI HỌC THÁI NGUYÊN

Giáo viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn đình Ngọc

Ngày giao ựề tài: 19/7/2011

Ngày hoàn thành:

NỘI DUNG DỀ TÀI

Thiết kế trạm dẫn ựộng băng tải vận chuyển than ựá

Số liệu ựề tài:

Năng suất: Q;120 tấn/h Hệ số làm việc / năm: K n =0.70

Băng tải làm việc theo phương ngang Hệ số cản ban ựầu: K bd =1.5

Chiều dài vận chuyển: L= 100 m Thời gian phục vụ: 7 năm

Hệ số làm việc / ngày: K ng =0.71 Tải trọng không ựổi,quay 1 chiều

Nội dung cụ thể:

- Thiết kế băng tải

- Tắnh chọn hộp giảm tốc theo tiêu chuẩn

- Thiết kế bộ truyền ngoài hộp và khớp nối

- Thiết kế trục và tang dẫn ựộng

- Thiết cụm con lăn ựỡ nhánh có tải

YÊU CẦU THIẾT KẾ

1 - 01 thuyết minh trình bày tắnh toán thiết kế trên khổ giấy A4

2 - 02 bản vẽ A0 , 02 bản vẽ chế tạo A 1

3 - 01 file Powpoint trình diễn khi bảo vệ

T/L Hiệu trưởng

(Chủ nhiệm khoa)

Trang 2

NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Bản vẽ không thể up lên ñược Bạn nào cần ñồ án này thì pm mình nhé

0974059455

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI NÓI ðẦU 8

PHẦN I 9

GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI 9

1.1 Giới thiệu về trạm dẫn ñộng băng tải 9

1.2 Mục tiêu thiết kế 11

PHẦN II 13

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI 13

2.1 Xác ñịnh ñộ rộng tối thiểu của băng tải 13

2.2 Xác ñịnh vận tốc của băng tải 13

2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy 14

2.2.2 Góc mái 14

2.2.3 Khối lượng riêng tính toán 14

2.2.4 Hệ số ảnh hưởng của ñộ dốc băng tải 14

2.3 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải 15

2.4 Lực căng dây băng tải 16

2.4.1 Lực vòng 16

2.4.2 Lực căng trên 2 nhánh băng tải 16

2.4.3 Lực căng tối thiểu 17

2.4.4 Lực kéo lớn nhất 18

2.5 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu 18

2.6 Tính chọn dây băng 18

2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải 19

2.7.1 Tang dẫn ñộng 19

2.7.2 Con lăn ñỡ băng 20

PHẦN III 25

CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN 25

3.1 Chọn loại hộp giảm tốc 25

3.2 Chọn ñộng cơ ñiện 27

3.2.1 Chọn kiểu loại ñộng cơ 27

3.2.2 Chọn công suất ñộng cơ 28

3.2.3 Chọn tốc ñộ ñồng bộ của ñộng cơ 29

3.2.4 Chọn ñộng cơ thực tế 29

3.2.5 Kiểm tra ñiều kiện mở máy và ñiều kiện quá tải cho ñộng cơ 29

3.3 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30

3.3.1 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn 30

3.3.2 Xác ñịnh phối tỷ số truyền ngoài hộp 31

3.4 Công suất trên các trục 32

3.5 Tính số vòng quay trên các trục 32

3.6 Tính mômen xoắn trên các trục 33

3.7 Các thông số cơ bản của hộp giảm tốc tiêu chuẩn 34

PHẦN IV 35

Trang 4

TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP 35

4.1 Kiểm tra bền cho các bộ truyền bánh răng 35

4.1.1 Bộ truyền cấp nhanh 35

4.1.2 Bộ truyền cấp chậm 43

4.2 Tính và kiểm nghiệm trục 51

4.2.1 ðịnh các kích thước cơ bản của trục 51

4.2.2 ðịnh kết cấu cho các trục 52

4.2.3 Tính kiểm nghiệm trục về ñộ bền mỏi 54

PHẦN V 71

TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP VÀ KHỚP NỐI 71

5.1 Truyền ñộng ñai 71

5.1.1.Chọn loại ñai 71

5.1.2.Tính toán các thông số cơ bản của ñai 71

5.1.3 Xác ñịnh lực căng ban ñầu và lực tác dụng lên trục 74

5.2 Tính chọn khớp nối 75

5.2.1 Tính toán sơ bộ ñường kính trục tại các vị trí lắp khớp nối 76

5.2.2 Chọn khớp nối tiêu chuẩn 77

PHẦN VI 79

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN .79

6.1 Tính toán thiết kế trục tang dẫn ñộng 79

6.1.1 Chọn vật liệu 79

6.1.2 Tính sơ bộ trục 79

6.1.3 Tính gần ñúng trục 79

6.1.4 Tính kiểm nghiệm trục 83

6 1.5 Tính chọn then 86

6.1.6 Tính chọn ổ lăn 87

6.2 Tính toán thiết kế cụm con lăn ñỡ nhánh có tải 90

6.2.1 Tính lực tác dụng giữa 2 hàng con lăn 90

6.2.3 Tính trục của con lăn 94

PHẦN VII 98

KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 98

7.1 Kết luận 98

7.2 ðề nghị 98

Trang 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Thông số tang dẫn ñộng……… 20

Bảng 2.2 Thông số tang bị ñộng……… 20

Bảng 2.3 Thông số con lăn nhánh có tải……… 22

Bảng 2.4 Thông số con lăn nhánh có tải……… 22

Bảng 3.1 Chọn ñộng cơ……… 29

Bảng 3.2 Hộp giảm tốc khai triển theo tiêu chuẩn Nga 31

Bảng 3.3 Thông số P,n,T trên các trục……… 33

Bảng 3.4 Kích thước cơ bản của hộp giảm tốc……… 34

Bảng 4.1 Thông số cơ bản của bộ truyền cấp nhanh……… 35

Bảng 4.2 Thông số cơ bản của bộ truyền cấp chậm……… 43

Bảng 5.1 Thông số cơ bản ñai thang 71

Bảng 5.2 Các thông số bộ truyền ñai……… 75

Bảng 5.3 Khớp nối ñộng cơ và trục III……… 77

Bảng 5.4 Kích thước cơ bản của vòng ñàn hổi của khớp nối trục III… 77 Bảng 6.1 Kích thước mặt cắt then vát và rãnh then (TCVN 4214-86) 87

Bảng 6.2: Kích thước ổ bi lòng cầu 2 dãy……… 88

Trang 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo băng tải 10

Hình 2.1 Góc mái 14

Hình 2.2: Sơ ñồ lực căng dây băng tải 16

Hình 2.6 Tiết diện ngang dòng vật liệu 15

Hình 2.3 Cấu tạo tang dẫn ñộng 19

Hình 2.4: Cấu tạo con lăn nhánh có tải 21

Hình 2.5 Cấu tạo con lăn nhánh có tải 22

Hình 3.1: Sơ ñô hệ dẫn ñộng băng tải 27

Hình 4.1 Sơ ñồ bố trí hộp giảm tốc 51

Hình 4.2: Kết cấu trục I 52

Hình 4.3: Kết cấu trục II 53

Hình 4.4: Kết cấu trục III 54

Hình 4.5 Biểu ñồ mômen trục I 58

Hình 4.6 Biểu ñồ mômen trục II 63

Hình 4.7 Biểu ñồ mômen trục III 69

Hình 5.1 : ðai thang 72

Hình 5.2 Cấu tạo khớp nối vòng ñàn hồi 77

Hình 6.1 Kết cấu sơ bộ trục lắp trên tang dẫn ñộng……… 80

Hình 6.2 Then 87

Trang 7

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Văn Dự

Hướng dẫn tính toán băng tải 2011

[2] Vũ Ngọc Pi

Hộp giảm tốc tiêu chuẩn

[3] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển

Tính toán thiết kế hệ dẫn ñộng cơ khí ( Tập 1)

Nhà xuất bản Giáo dục 2005

[4] Trịnh Chất , Lê Văn Uyển

Tính toán thiết kế hệ dẫn ñộng cơ khí ( Tập 2)

Trang 8

LỜI NÓI đẦU

đất nước ta ựang trên con ựường Công Nghiệp Hoá - Hiện đại Hoá theo ựịnh hướng XHCN trong ựó ngành công nghiệp ựang ựóng một vai trò rất quan trọng Các hệ thống máy móc ngày càng trở nên phổ biến và từng bước thay thế sức lao ựộng của con người để tạo ra ựược và làm chủ những máy móc như thế ựòi hỏi mỗi con người chúng ta phải tìm tòi nghiên cứu rất nhiều Là một sinh viên khoa Cơ Khắ Chế Tạo Máy em luôn thấy ựược tầm quan trọng của những kiến thức mà mình ựược tiếp thu từ thầy cô

Nhiệm vụ thiết kế ựề án là một công việc rất quan trọng trong quá trình học tập bởi nó giúp cho người sinh viên nắm ựược các hệ dẫn ựộng, hiểu sâu, hiểu

kỹ và ựúc kết ựược những kiến thức cơ bản của của môn học Vì vậy thiết ựề án

là công việc quan trọng và rất cần thiết

đề tài thiết kế của em ựược giao là ỘThiết kế trạm dẫn ựộng băng tải vận chuyển than ựáỢ đề án gồm 7 phần:

PHẦN I GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN đỘNG BĂNG TẢI

PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI

PHẦN III.CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN

PHẦN IV TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN NGOÀI HỘP VÀ KHỚP NỐI PHẦN V TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP PHẦN VI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC PHẦN TỬ CỦA THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN

PHẦN VII KẾT LUẬN VÀ đỀ NGHỊ

Với những kiến thức ựã học và sau một thời gian nghiên cứu cùng với sự giúp ựỡ tận tình của thầy cô giáo trong bộ môn, ựặc biệt là sự hướng dẫn tận tình

của Thầy Nguyễn đình Ngọc cùng với sự ựóng góp trao ựổi xây dựng của các

bạn chúng em ựã hoàn thành ựược ựề án ựược giao đề án ựược em thực hiện tại

trường chủ yếu mang tắnh lý thuyết mà không có sản phẩm thực tế

Song với những hiểu biết còn hạn chế cùng với kinh nghiệm thực tế chưa nhiều, tài liệu tham khảo còn ắt nên ựồ án của chúng em không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong ựược sự chỉ bảo của các thầy trong bộ môn ựể ựề án của

em ựược hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên , Ngày 30 tháng 09 năm 2011

Sinh viên thực hiện

Lâm Ngọc Tiến

Trang 9

PHẦN I

GIỚI THIỆU SƠ BỘ HỆ DẪN ðỘNG BĂNG TẢI

Phần I nhằm mục ñích giới thiệu cho chúng ta nắm ñược cấu tạo, nguyên lý hoạt ñộng, ưu nhược ñiểm… của hệ thống dẫn ñộng băng tải than ñá

1.1 Giới thiệu về trạm dẫn ñộng băng tải

Hệ dẫn ñộng băng tải ñược sử dụng ñể vận chuyển các vật liệu rời từ rất lâu nhờ những ưu ñiểm là có cấu tạo ñơn giản, bền, có khả năng vận chuyển vật liệu theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất cao và tiêu hao năng lượng không cao, số lượng vận chuyện lớn, kết cấu ñơn giản, sửa chữa thuật tiện, linh kiện tiêu chuẩn hoá Hệ dẫn ñộng băng tải ñược sử dụng trong nhiều lĩnh vực như: dùng ñể vận chuyển, dùng trong các dây chuyền sản xuất, dùng trong các công trình xây dựng trạm thủy ñiện và bến cảng, trong sản xuất trong khai thác mỏ, luyện kim ,hoá chất, ñúc, vật liệu xây dựng, có thể vận chuyển vật liệu rời hoặc vật phẩm thành kiện ðể ñáp ứng từng yêu cầu dây chuyền sản xuất về hình thức phân bố và căn cứ yêu cầu công nghệ vận chuyển,

có thể chỉ dụng một máy vận chuyển, cũng có thể tổ hợp nhiều băng tải cao su hoặc cấu hành với thiết bị băng chuyền khác hoặc hệ thống băng tải ngang hoặc băng tải nghiêng ðể vận chuyển những vật phẩm có dạng cục, hạt, bột, như: quặng, ñá, than,than ñá, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm có tính chất ñặc biệt như bao xi măng, bao ñường, bao gạo

Vì vậy hệ dẫn ñộng băng tải ñược dùng khá rộng rãi trong nhà máy, công trường

Băng tải làm việc ñược nhờ lực ma sát giữa bề mặt ñai và tang dẫn Một băng tải thường ñược cấu tạo như sau (Hình 1.1)

Trang 10

R100 R100 R100

11 7

1

3

2

3

Hình 1.1 Cấu tạo băng tải

1 Cơ cấu kéo băng

2 Tang bị dẫn

3 Dây băng

4 Cụm con lăn trên

5 Cụm con lăn dưới

Nhược ñiểm của hệ dẫn ñộng băng tải:

+ Có hao hụt vật liệu vận chuyển do rơi vãi trên ñường vận chuyển làm dơ bẩn và gây ô nhiễm môi trường

+ Khi vận chuyển ở những khoảng cách dài và không thẳng ñòi hỏi phải có thêm những trạm trung chuyển tốn kém

+ Tốc ñộ vận chuyển không cao, ñộ nghiêng băng tải nhỏ (< 240), không vận chuyển ñược theo hướng ñường cong

Trang 11

+ Vật liệu vận chuyển tiếp xúc và chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường và thời tiết (ẩm ướt, bụi…)

1.2 Mục tiêu thiết kế

Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật, ñòi hỏi sinh viên phải nắm vững kiến thức lý thuyết ñể từ ñó áp dụng vào thực tế sản xuất Nhằm nâng cao kiến thức cho sinh viên, nhà trường ñã tạo cơ hội cho sinh viên thiết kế các hệ thống dẫn ñộng giúp sinh viên hiểu nắm ñược cấu tạo,nguyên lý hoạt ñộng, ñặc tính… của các hệ dẫn ñộng ñể từ ñó áp dụng vào thực tế tạo ra các sản phẩm phục

vụ hữu ích cho sản xuất Sau khi thiết kế xong giúp sinh viên sau khi ra trường có thể nắm bắt nhanh với các vấn ñề thực tế…

- Tính lắp lẫn: Khi thay thế các chi tiết có thể lắp với nhau một cách dễ dàng, thuận tiện, nhanh chóng ñảm bảo tính chất của mối ghép, chính xác Các chi tiết của vít tải có thể lắp với các chi tiết của băng tải cùng cỡ

- Môi trường: Do vật liệu ñược vận chuyển trong máng tải nên ñảm bảo quá trình vận chuyển không có bụi, môi trường làm việc ít ñộc hại, ít gây ô nhiễm môi trường

- Dễ vận hành: Tương ñối dễ vận hành, thao tác an toàn cho công nhân

- Bảo dưỡng: Nhất thiết phải lập kế hoạch kiểm tra toàn bộ băng tải ñể ñảm bảo băng tải hoạt ñộng liên tục, tránh sự cố bất ngờ xảy ra

- An toàn: Băng hay những bộ phận ñi kèm nó luôn phải có những thiết bị an toàn ñể bảo vệ cho người sử dụng Tất cả các bộ phận của băng tải cần ñược che chắn ñể ñảm bảo an toàn cho người sử dụng và thiết bị xung quanh

- Băng tải vận chuyển than ñá sử dụng thép kết cấu hàn, các con lăn ñỡ băng tải cao su, các tang bị ñộng, chủ ñộng và căng bằng Than ñá ñược vận chuyển bằng băng tải cao su

- Bề rộng băng tải cao su 500 mm

- Băng tải bố theo phương ngang

- Năng suất : 120 tấn/h

Trang 12

- Chiều dài vận chuyển: 100m

Băng tải ñược sử dụng trong vận chuyển sẽ cho năng suất cao, máy có thể vận chuyển liên tục, làm việc trong thời gian dài,vận chuyển theo một hướng ñã ñịnh là phương ngang Bên cạnh ñó băng tải còn có cấu tao ñơn giản, bền, vận chuyển theo phương ngang với khoảng cách lớn, làm việc êm, năng suất cao và tiêu hao năng lượng không cao

Kết luận: Qua những phân tích trên ta thấy hệ thống dẫn ñộng băng tải có

một số ưu ñiển nổi bật, do ñó nó ñược sử dụng rất nhiều trong thực tế ñể vận chuyển các loại vật liệu như: quặng, ñá, than,than ñá, cát, sỏi, hoặc dạng vật phẩm

có tính chất ñặc biệt như bao xi măng, bao ñường, bao gạo Sau khi nắm ñược cấu tạo, ưu nhược ñiểm của hệ thống dẫn ñộng băng tải, chúng ta sẽ ñi thiết kế băng tải

Trang 13

PHẦN II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BĂNG TẢI

Trong tính toán thiết kế băng tải chúng ta cần phải tính toán xác ñịnh vận tốc băng tải, ñộ rộng tối thiểu, diện tích mặt cắt ngang, công suất, dây băng và cấu trúc hệ thống băng tải Tất cả những công việc này ñược giải quyết chương II

2.1 Xác ñịnh ñộ rộng tối thiểu của băng tải

ðộ rộng băng tải phụ thuộc lưu lượng cần vận chuyển và kích cỡ vật phẩm (hay kích thước của các “hạt” vật liệu) cần vận chuyển trên băng Nếu kích cỡ vật phẩm càng lớn thì ñộ rộng băng tải càng phải rộng

Với loại vật liệu cần vận chuyển là than ñá, ta chọn loại băng có bề rộng tối thiểu

B = 500mm (Tra bảng 1[1])

2.2 Xác ñịnh vận tốc của băng tải

Vận tốc băng tải cần giới hạn tùy thuộc dung lượng của băng, ñộ rộng của băng và ñặc tính của vật liệu cần vận chuyển Sử dụng băng hẹp chuyển ñộng với vận tốc cao là kinh tế nhất; nhưng vận hành băng tải có ñộ rộng lớn lại dễ dàng hơn so với băng tải hẹp

Theo bảng 3[1] ta có vận tốc lớn nhất của băng tải là Vmax=180m/ph

Vận tốc băng tải thường ñược tính toán nhằm ñạt ñược lưu lượng vận chuyển theo yêu cầu cho trước Lưu lượng vận chuyển của một băng tải có thể ñược xác ñịnh qua công thức:

t

Q =60.A.V.γ.s (tấn/giờ) Trong ñó: Qt: Lưu lượng vận chuyển tấn/ giờ;

A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)

γ: Khối lượng riêng tính toán của khối vật liệu (tấn/ m3) s: Hệ số ảnh hưởng của góc nghiêng (ñộ dốc) của băng tải Như vậy vận tốc của băng tải ñược tính theo công thức

(1)

Trang 14

QV=

60.A .sγ (m/ph)

2.2.1 Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy

Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể ñược xác ñịnh như sau:

A=K 0,9B-0,05 (m2) Trong ñó: A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)

B: ðộ rộng băng tải (m) K: Hệ số tính toán Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538

°

Hình 2.1 Góc mái

2.2.3 Khối lượng riêng tính toán

Khối lượng riêng tính toán của các khối vật phẩm có tính ñến khoảng cách giữa các hạt hay các ñối tượng khi vận chuyển

Theo bảng 6[1] ta có khối lượng riêng tính toán γ = 0,83 – 0,96 (tấn/m3)

Chọn γ = 0,9 (tấn/m3

)

2.2.4 Hệ số ảnh hưởng của ñộ dốc băng tải

Băng tải càng dốc thì lưu lượng vận chuyển vật liệu ñược càng thấp

Theo bảng 7[1] ta có hệ số ảnh hưởng của ñộ dốc băng tải s = 1

Thay vào (2) ta có, vận tốc của băng tải là:

(2)

(3)

Trang 15

2.3 Tính toán công suất truyền dẫn băng tải

Công suất làm quay trục con lăn kéo băng tải ñược tính theo công thức sau:

P=P +P +P +P (kW) Trong ñó:

P1: Công suất cần thiết kéo băng tải không tải theo phương ngang

P2: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ngang

P3: Công suất cần thiết kéo băng tải có tải theo phương ñứng

Pt: Công suất cần thiết dẫn ñộng cơ cấu gạt vật phẩm

Các thành phần công suất ñược tính toán như sau:

f: hệ số ma sát của các ổ lăn ñỡ con lăn

W: khối lượng các bộ phận chuyển ñộng của băng tải, không tính khối lượng vật phẩm ñược vận chuyển (kg)

Wm: Khối lượng vật phẩm phân bố trên một ñơn vị dài của băng tải (kg/m);

V : Vận tốc băng tải (m/ph)

H : Chiều cao nâng (m)

l : Chiều dài băng tải theo phương ngang (m)

lo : Chiều dài băng tải theo phương ngang ñược ñiều chỉnh (m)

Trang 16

2.4 Lực căng dây băng tải

Trong quá trình làm việc băng tải chịu tác dụng một số lực như lực vòng, lực kéo, lực căng trên 2 nhánh băng tải những lực này ñược biểu diễn sơ ñồ (hình 2.2)

Hình 2.2: Sơ ñồ lực căng dây băng tải

Trang 17

2 P µθ

1

F =F

e -1Trong ñó:

F1,F2: lần lượt là lực căng trên nhánh có tải và nhánh không tải

Mối quan hệ giữa F1,F2 tương tự như mối quan hệ trong bộ truyền ñai

µθ

F =F e và F -F =F1 2 P

e: Cơ số logarit tự nhiên e = 2,718

µ: Hệ số ma sát giữa puly và dây ñai

θ: Góc ôm giữa dây ñai và puly

2.4.3 Lực căng tối thiểu

Lực căng tối thiểu ñược xác ñịnh nhằm giữ cho dây băng tải không bị trượt quá 2% khoảng cách giữa các con lăn

F4C: lực căng tối thiểu trên nhánh căng

F4r: lực căng tối thiểu trên nhánh trùng

Wm: khối lượng vật phẩm phân bố trên một ñơn vị dài của băng tải

t m

0,06.V 0,06.90,334

W1: Khối lượng phân bố của băng tải

lC: bước các con lăn ñỡ nhánh có tải

(9)

(10)(11)

Trang 18

lr: bước các con lăn ñỡ nhánh chạy không

2.5 Tính tiết diện ngang dòng vật liệu

Diện tích mặt cắt ngang dòng chảy có thể ñược xác ñịnh như sau:

A=K 0,9B-0,05 (m )Trong ñó: A: Diện tích mặt cắt ngang dòng vận chuyển (m2)

B: ðộ rộng băng tải (m) K: Hệ số tính toán Theo bảng 4[1] ta có: K=0,1538

BeTrong ñó:

Trang 19

Thay vào (13) ta có: ST-No=3269,25 65,4

Theo bảng 18[1] ta chọn loại ñai có kí hiệu: NF 160/2

2.7 Cấu trúc hệ thống băng tải

2.7.1 Tang dẫn ñộng

Trong quá trình vận chuyển băng thường bị di chuyển ngang gây lệch tâm nên sẽ gây ra hiện tượng vật liệu dễ bị bắn tóe và rơi vãi Do vậy ñể ñịnh tâm giữa băng và tang dẫn ñộng ñược tốt thì mặt tang cần chế tạo mặt trụ hơi lồi Tang ñược chế tạo bằng gang ñúc có cấu tạo hình 2.3 Theo tài liệu [5] ñường kính của tang ñược tính theo công thức sau:

D=(120÷150)Z Trong ñó:

Trang 20

2.7.2 Con lăn ñỡ băng

Công dụng của con lăn ñỡ là ñảm bảo vị trí của tấm băng theo chiều dài vận chuyển và hình dạng của tấm băng trên nhánh có tải Với băng vận chuyển vật liệu rời và chiều rộng băng là 500(mm) nên ta chọn trên nhánh có tải lắp ñặt 3 con lăn Trên nhánh không có tải lắp ñặt một con lăn Ta chọn góc nghiêng của hai con lăn hàng trên có nhánh có tải ñặt nghiêng trong một mặt phẳng thẳng ñứng một góc β=200

ðường kính con lăn dcl ñược chọn theo dãy tiêu chuẩn, theo [6] ta chọn ñược ñường kính con lăn như sau:

Khi B=500 (mm)

Thì dcl= 102 (mm)

Khoảng cách giữa hai hàng con lăn trên nhánh có tải xác ñịnh theo công thức sau:

L’cl=A –0,625 B Trong ñó:

B: là chiều rộng băng tải: B=500 (mm)

A: là hằng số phụ thuộc vào khối lượng riêng của vật liệu vận chuyển

(16)

Trang 21

Hình 2.4: Cấu tạo con lăn nhánh có tải

Theo [6] ta có bảng thiết kế con lăn

Bảng 2.3 Thông số con lăn nhánh có tải

Khối lượng (kg)

D7501-20 500 102 720 760 200 20 205 260 260 18.5

+ Con lăn ñỡ nhánh không tải (Hình 2.5)

Hình 2.5 Cấu tạo con lăn nhánh có tải

Trang 22

Bảng 2.4 Thông số con lăn nhánh có tải

D7619 500 102 720 760 1400 600 154 205 100 10.5

2.7.3 Tính toán thiết kế cơ cấu kéo căng băng

Cơ cấu kéo căng băng có nhiệm vụ tạo ra sức căng cần thiết cho băng, ñảm bảo cho băng bám chặt vào tang dẫn và giảm ñộ võng của băng theo chiều dài Có

2 loại cơ cấu căng băng thường dùng là cơ cấu căng băng dùng vít và cơ cấu căng băng dùng ñối trọng

a) Cơ cấu căng băng dùng vít tải

Cấu tạo ñơn giản, giá thành hạ, kích thước khuôn khổ và trọng lượng nhỏ Loại này thường dùng cho băng tải có chiều dài không lớn lắm và trong quá trình làm việc băng bị giãn nhiều lần ñòi hỏi phải căng băng nhiều lần Hành trình làm việc của vít phụ thuộc vào chiều dài băng tải (thường lấy khoảng 1-1,5% chiều dài băng tải nhưng không lấy ñược > 400 mm)

b) Cơ cấu căng băng dùng ñối trọng

Cơ cấu căng băng dùng ñối trọng có khả năng tạo ra lực căng cố ñịnh nhưng phải bố trí không gian phức tạp, không gọn nhẹ Loại cơ cấu này thường sử dụng cho những băng tải có chiều dài lớn

Kết luận: Với hệ thống băng tải cần thiết kế có kết cấu tương ñối cồng kềnh nên

ñể ñảm bảo việc căng băng ñược tối ưu nhất ta sử dụng cơ cấu căng băng dùng ñối

trọng

c) Xác ñịnh lực trên trạm kéo căng

Lực căng trên trạm kéo căng có thể ñược xác ñịnh chính xác dựa vào sơ ñồ phân bố lực một cách chi tiết trên cơ cấu căng băng, nhưng thông thường nó ñược xác ñịnh từ các công thức thực nghiệm có trong Table51[9]

Trang 23

Theo ñề tài, tính toán thiết kế băng tải có 1 puly dẫn ñộng ñặt ở ñầu băng tải

và băng tải vận chuyển vật liệu theo phương ngang Do ñó, dựa vào Table51[9] ta xác ñịnh ñược lực căng trên trạm kéo căng như sau:

FT=F +FTrong ñó: F2: lực căng trên nhánh không tải, F2= 2727,54 N

Fr: lực cản do ma sát giữa băng tải và con lăn ñỡ nhánh băng tải ñi về Theo mục 4.1.5[9] ta có:

Trong ñó: f: Hệ số ma sát giữa dây băng tải và các con lăn ñỡ;

l: Chiều dài băng tải theo phương ngang; l=100m

l0: Chiều dài băng tải theo phương ngang ñược ñiều chỉnh;

W1: Khối lượng phân bố của băng tải;

Wr: Khối lượng các chi tiết quay của một cụm các con lăn ñỡ nhánh băng tải ñi về;

Lr: Bước các con lăn ñỡ nhánh không tải;

H: Chiều cao nâng;

Các giá trị của f, l0, W1, Wr, lr, lần lượt tra trong Table11[9], Table16[9],

Table14[9], Table15[9] ta ñược như sau:

Vậy lực căng băng cần thiết là 2762,112 N tương ứng với 276,2112 kg của quả ñối trọng ñể căng băng

Kết luận: Dựa vào vật liệu, lưu lượng vận chuyển từ ñó ta xác ñịnh ñược vận tốc,

Trang 24

công suất, chọn dây băng, tang dẫn ñộng, con lăn theo tiêu chuẩn, cơ cấu căng băng.Sau khi thiết kế các chi tiết băng tải ta tiến hành tình chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn, công việc này thực hiện phần III

Trang 25

PHẦN III CHỌN VÀ TÍNH HỘP GIẢM TỐC TIÊU CHUẨN

Khi tính chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn chúng ta cần phải chọn sơ ñồ tối ưu nhất, chọn ñộng cơ ñiện, công suất phù hợp từ ñó chọn ñộng cơ thực tế rồi tiến hành chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn Tất cả những vấn ñề này ñược giải quyết như sau:

3.1 Chọn loại hộp giảm tốc

Trong các hệ dẫn ñộng cơ khí thường sử dụng các bộ truyền bánh răng hoặc trục vít dưới dạng một tổ hợp biệt lập ñược gọi là hộp giảm tốc Hộp giảm tốc là

cơ cấu truyền ñộng bằng ăn khớp trực tiếp, có tỉ số truyền không ñổi và ñược dùng

ñể giảm vận tốc góc và tăng mômen xoắn

Tùy theo loại truyền ñộng trong hộp giảm tốc, người ta phân ra: hộp giảm tốc bánh răng trụ; hộp giảm tốc bánh răng côn hoặc côn – trụ; hộp giảm tốc trục vít, trục vít – bánh răng hoặc bánh răng – trục vít; hộp giảm tốc bánh răng hành tinh…So với các loại hộp giảm tốc khác thì hộp giảm tốc bánh răng trụ có các ưu ñiểm: tuổi thọ và hiệu suất cao; kết cấu ñơn giản; có thể sử dụng trong một phạm

vi rộng của vận tốc Vì vậy, sử dụng hộp giảm tốc bánh răng trụ ñược coi là phương án tối ưu nhất

Loại bánh răng trong hộp giảm tốc bánh răng trụ có thể là: răng thẳng, răng nghiêng, hoặc răng chữ V Tuy nhiên, phần lớn các hộp giảm tốc có công dụng chung dùng răng nghiêng So với răng thẳng, truyền ñộng bánh răng nghiêng làm việc êm hơn, khả năng tải và vận tốc cao hơn, va ñập và tiếng ồn giảm Còn so với răng chữ V, răng nghiêng dễ chế tạo và giá thành rẻ hơn Vì vậy, ở ñây ta sử dụng bánh răng nghiêng ñể năng cao khả năng ăn khớp, truyền ñộng êm, vừa ñảm bảo chỉ tiêu về kỹ thuật vừa ñảm bảo chỉ tiêu về kinh tế

Tùy theo tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc, người ta phân ra hộp giảm tốc một cấp và hộp giảm tốc nhiều cấp Trong ñó, hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp ñược sử dụng nhiều nhất, vì tỉ số truyền chung của hộp giảm tốc thường bằng

từ 8 ñến 40 Chúng ñược bố trí theo ba sơ ñồ sau ñây:

Trang 26

- Sơ ñồ khai triển: hộp giảm tốc kiểu này ñơn giản nhất và dễ chế tạo Do ñó ñược

sử dụng rất nhiều trong thực tế Tuy nhiên, các bánh răng các bánh răng bố trí không ñối xứng với các ổ, do ñó làm tăng sự phân bố không ñều trên chiều rộng vành răng Do ñó, khi thiết kế, ñòi hỏi trục phải ñủ cứng thì sẽ ñảm bảo ñược khả năng làm việc

- Sơ ñồ phân ñôi: khi sử dụng sơ ñồ này cần phải chú trọng ñến việc bố trí ổ Hộp giảm tốc phải ñảm bảo sao cho tải trọng dọc trục không ñược cân bằng ở cặp răng

kề bên, không ñược tác dụng vào trục tùy ñộng của cấp phân ñôi nếu không thì sự cân bằng của tải trọng dọc trục ở cấp phân ñôi sẽ bị phá vỡ và công suất sẽ phân

bố không ñều cho các cặp bánh răng phân ñôi này

- Sơ ñồ ñồng trục: loại này có ñặc ñiểm là ñường tâm của trục vào và trục ra trùng nhau, nhờ ñó có thể giảm bớt chiều dài của hộp giảm tốc giúp cho việc bố trí cơ cấu gọn hơn.Tuy nhiên, sơ ñồ ñồng trục có một số nhược ñiểm như: khả năng tải của cấp nhanh không dùng hết vì tải trọng tác dụng vào cấp chậm lớn hơn khá nhiều so với cấp nhanh; kết cấu gối ñỡ phức tạp, gây khó khăn cho việc bôi trơn các ổ; do khoảng cách giữa các trục trung gian lớn, nên trục trục không ñảm bảo

ñộ bền và ñộ cứng nếu không tăng ñường kính trục Từ những nhược ñiểm này mà phạm vi sử dụng của hộp giảm tốc ñồng trục bị hạn chế

Việc lựa chọn sơ ñồ của hộp giảm tốc có ảnh hưởng trực tiếp ñến kết cấu của hệ dẫn ñộng, cũng như khả năng làm việc và chi phí thiết kế Qua việc phân tích các

sơ ñồ của hộp giảm tốc bánh răng trụ hai cấp, ta nhận thấy:

+ So với sơ ñồ phân ñôi, thì sơ ñồ hộp giảm tốc khai triển có kết cấu và chế tạo ñơn giản hơn nhất là việc chế tạo ổ, gối ñỡ ổ cũng như việc bố trí ổ Mặt khác, chiều rộng của hộp giảm tốc khai triển nhỏ hơn nên việc bố trí lắp ñặt dễ dàng hơn Ngoài ra, số lượng chi tiết và khối lượng gia công của hộp giảm tốc phân ñôi tăng dẫn ñến giá thành cao hơn và chưa ñược sử dụng phổ biến như hộp giảm tốc khai triển

+ So với hộp giảm tốc ñồng trục, thì hộp giảm tốc khai triển cồng kềnh hơn Tuy nhiên, kết cấu hộp ñơn giản và vẫn ñảm bảo khả năng làm việc Mặt khác, kết cấu

Trang 27

của hộp giảm tốc ñồng trục phức tạp: khả năng tải ở hai cấp không ñều, kết cấu

gối ñỡ phức tạp, ñòi hỏi trục phải lớn ñể ñảm bảo ñộ cứng và ñộ bền…

⇒Từ những phân tích như trên ta chọn hộp giảm tốc bánh răng trụ răng nghiêng

1 2

Hình 3.1: Sơ ñô hệ dẫn ñộng băng tải

- ðộng cơ ñiện: Hiện nay trong công nghiệp dùng hai loại ñộng cơ ñiện là:

ðộng cơ ñiện một chiều và ñộng cơ ñiện xoay chiều

ðộng cơ ñiện xoay chiều ñược sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, với sức bền

làm việc cao, momen khởi ñộng lớn bên cạnh ñó ta còn có ñộng cơ ñiện một chiều:

Là loại ñộng cơ ñiện có khả năng ñiều chỉnh tốc ñộ trong phạm vi rộng, khi làm việc

bảo ñảm khởi ñộng êm, hãm và ñảo dể dàng, giá thành cao khi lắp ñặt cần thêm bộ

chỉnh lưu

Trên ưu khuyết ñiểm của hai loại ñộng cơ ñiện xoay chiều và ñộng cơ ñiện một

chiều ta thấy ñược ñộng cơ ñiện xoay chiều tuy tính chất thay ñổi tốc ñộ không

bằng ñộng cơ ñiện một chiều nhưng với tính thông dụng, bền và kinh tế hơn thì

những khuyết ñiểm của loại ñộng cơ nầy vẫn chấp nhận ñược

Vậy ta chọn ñộng cơ ñiện xoay chiều

Trang 28

3.2.2 Chọn công suất ñộng cơ

- Các thông số:

+ Lực vòng trên tang dẫn: Ft= 4268,2 (N)

+ Công suất trên băng tải : P= 6,3 (Kw)

+ Vận tốc băng V=90,334 (m/ph)=1,506 (m/s) + ðường kính tang dẫn ñộng D= 250 mm

+ Mỗi ngày làm việc:

+ Mỗi ca:

- Tính công suất cần thiết:

Công suất trên trục ñộng cơ ñiện ñược xác ñịnh theo công thức (2.8)-[1]

t CT

P P

η

=

Trong ñó: PCT: Công suất cần thiết trên trục ñộng cơ ( kW)

PT: Công suất tính toán trên trục máy công tác (kW)

η : Hiệu suất truyền ñộng Với: η η η η η= 12 24 3 4 Tra bảng 2.3[1] ta có:

η1: Hiệu suất của bộ truyền bánh răng (η1 = 0,97)

η2: Hiệu suất của 1 cặp ổ lăn (η2 = 0,995)

η3: Hiệu suất của khớp nối (η3 = 1)

η3: Hiệu suất của bộ truyền ñai (η3 = 0,95) Vậy hiệu suất truyền ñộng là: η =0,97 0,995 1.0,952 4 =0,876

Theo ñầu bài: tải trọng làm việc là không ñổi nên ta có:

Công suất tính toán là công suất làm việc trên trục máy công tác:

η 0,876

(17)

Trang 29

D: ðường kính tang quay (mm)

Số vòng quay sơ bộ của trục ñộng cơ phải thỏa mãn

Vận tốc quay(v/ph) Cos ϕ η% Tmax/Tdn Tk/Tdn

3.2.5 Kiểm tra ñiều kiện mở máy và ñiều kiện quá tải cho ñộng cơ

Kiểm tra ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ:

Khi khởi ñộng, ñộng cơ sinh ra cần 1 công suất ñủ lớn ñể thắng sức ỳ của

hệ thống Vì vậy cần kiểm tra ñiều kiện mở máy cho ñộng cơ

Trang 30

ðiều kiện mở máy của ñộng cơ thỏa mãn nếu công thức sau ñảm bảo:

P ≥P do vậy ñộng cơ ñược chọn thỏa mãn ñiều kiện mở máy

3.3 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

3.3.1 Chọn hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Theo phần tính toán trên ta có các thông số sau:

n u n

=

Trong ñó: ndc: Số vòng quay của trục ñộng cơ ( ndc = 1458v/ph)

nct: Số vòng quay của trục công tác ( nct = 80,71v/ph) 1458

18,06580,71

Trang 31

Vậy theo bảng 2[2] ta chọn hộp giảm tốc II2Y-160 có TCT=1000(N.m)

Chọn tỷ số truyền tiêu chuẩn có uh=12,29 loại hộp giảm tốc khai triển theo tiêu chuẩn Nga có kí hiệu: II2Y-160

Theo bảng 2[2] ta có các thông số sau:

Bảng 3.2 Hộp giảm tốc khai triển theo tiêu chuẩn Nga

Như vậy u ng =(0,15 0.1)− u h =(0,15 0,1).12, 29 (1,844 1, 229)− = −

3.3.2 Xác ñịnh phối tỷ số truyền ngoài hộp

Tỷ số truyền chung của toàn bộ hệ thống ñược xác ñịnh theo công thức:

dc ct

n u n

=

Trong ñó: ndc: Số vòng quay của ñộng cơ ( ndc = 1458 v/ph)

nct: Số vòng quay của trục công tác ( nct = 80,71v/ph) 1458

18,06580,71

Trong ñó: u1- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh

u2- Tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm

Theo hộp giảm tốc tiêu chuẩn ta có : 2

1 1

64232

z u z

4 1 3

866,14314

z u z

Trang 32

ðể tạo ra tốc ñộ quay theo yêu cầu của băng tải hệ thống gồm có hộp giảm tốc và bộ truyền ngoài cụ thể là bộ truyền ñai Như vậy tỉ số truyền của hệ dẫn ñộng ut là:

ut= un.uh

18,065

1,47( )12,29

Thỏa mãn ñiều kiện u ng =(0,15 0.1)− u h =(0,15 0,1).12,77 (1,9155 1,277)− = −

3.4 Công suất trên các trục

- Công suất danh nghĩa trên trục ñộng cơ:

I II

II III

Trang 33

3.6 Tính mômen xoắn trên các trục

- Mômen xoắn trên trục ñộng cơ:

.9,55.10 7,2.9,55.10

47160,5( )1458

lv dc dc

I I

II II

Trang 34

3.7 Các thông số cơ bản của hộp giảm tốc tiêu chuẩn

Theo tính toán phần trên ta chọn hộp giảm tốc kiểu II2y-160(bảng 2 [2])

Chọn loại hộp giảm tốc có tỷ số truyền và các thống số của bánh răng như sau (bảng 2[2]):

Các kích thước cơ bản của hộp giảm tốc:

Bảng 3.4 Kích thước cơ bản của hộp giảm tốc

Kết luận: Sau khi phân tích, tính toán ta chọn ñược ñộng cơ, hộp giảm tốc

thỏa mãn ñiều kiện làm việc Phần IV chúng ta sẽ tính kiểm tra bền cho các chi tiết trong hộp

Trang 35

PHẦN IV TÍNH KIỂM TRA BỀN CHO CÁC CHI TIẾT TRONG HỘP

Tiến hành kiểm nghiệm các chi tiết trong hộp nhằm kiểm nghiệm xem các chi tiết có ñủ ñiều kiện làm việc hay không, vật liệu chế tạo ñã hợp lý hay chưa Nếu vật liệu thiếu bền hay thừa bền nhiều ta thay bằng vật liệu mới giảm chi phí

mà vẫn ñảm bảo ñiều kiện bền

4.1 Kiểm tra bền cho các bộ truyền bánh răng

Trang 36

Theo bảng 6.2 [3] với thép 25XΓM tôi cải thiện ñạt ñộ rắn HRC 57 … 63 có:

KFL = m F FO

FE

N N

(21)

(22)

Trang 37

HO HO

KXH = 1 hệ số xét ñến ảnh hưởng của kích thước răng